CN204631065U - 一种行车速度及加速度测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种行车速度及加速度测量装置，包括安装在车轴上的下位机和安装在车内的上位机；所述下位机包括第一单片机，分别与第一单片机连接的速度编码器和第一通信模块；所述上位机包括第二单片机，分别与第二单片机连接的陀螺仪加速度计、第二通信模块、显示模块、报警模块；所述上位机和下位机通过第一通信模块、第二通信模块建立通信连接；所述上位机和移动终端通过第三通信模块建立通信连接。本实用新型能够实现测量并显示车辆当前的速度和加速度，以避免因超速或长时间加速行驶而引发交通事故。

Description

一种行车速度及加速度测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种行车速度及加速度测量装置。

背景技术

目前，一般车辆的仪表盘中都只有瞬时速度显示器，却没有车辆加速度的相关显示装置。但是，汽车加速度对车辆行驶的安全也是有很大影响的。例如，车辆在高速公路上行驶时，由于路面情况较好，部分驾驶员习惯于用大力踩油门，导致汽车加速度过大。若此时出现紧急情况，由于汽车加速度过大，便很难改变车辆的运动状态，很容易发生交通事故。由此可见，有必要开发一种行车速度及加速度测量装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种行车速度及加速度测量装置，能实现测量并显示车辆当前的速度和加速度，以避免因超速或长时间加速行驶而引发交通事故。

本实用新型所述的行车速度及加速度测量装置，包括安装在车轴上的下位机和安装在车内的上位机；

所述下位机包括：

第一单片机；

用于采集车速信息的速度编码器，该速度编码器与第一单片机连接；

用于与上位机建立通信连接的第一通信模块，该第一通信模块与第一单片机连接；

所述上位机包括：

用于采集车辆加速度信息的陀螺仪加速度计；

用于与下位机的第一通信模块建立通信连接的第二通信模块；

用于接收并处理下位机所采集的车速信息以及陀螺仪加速度计所采集的车辆加速度信息的第二单片机， 该第二单片机分别与第二通信模块、陀螺仪加速度计连接；

用于接收并显示所述第二单片机所发送的车速信息及车辆加速度信息的显示模块，该显示模块与第二单片机连接。

所述上位机还包括：

用于在所述第二单片机判断出车速大于预设值或加速持续时间达到预设值时进行语音报警的语音模块，该语音模块与第二单片机连接。

所述上位机还包括：

用于与移动终端建立通信连接的第三通信模块，该第三通信模块与第二单片机连接，移动终端通过自身的蓝牙模块与第三通信模块建立通信连接后，能通过移动终端来修改上位机中的数据参数。

所述第一通信模块、第二通信模块及第三通信模块均为蓝牙模块。

所述第一单片机和第二单片机分别采用k60单片机。

所述陀螺仪加速度计的型号为MPU-6050。

所述蓝牙模块的型号为ATK-HC05-V11。

所述语音模块的型号为ISD1820。

所述移动终端为手机。

本实用新型具有以下优点：驾驶员通过该装置能够实时掌握车辆的当前速度及加速度信息，并在二者超过预设值后发出不同的语音报警，以提示驾驶员采取相应措施，避免因超速或长时间加速行驶而引发交通事故。另外，驾驶员可通过移动设备修改上位机中的预设值，比如：速度的上限值、加速持续时间的上限值等，使上位机的判断标准可根据实际情况调整，能够满足不同驾驶员及不同路况的需求，故通用性好。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为图1中第一单片机与速度编码器的电路连接图；

图3为图1中第二单片机与陀螺仪加速度计的电路连接图；

图4为图1中第二单片机与显示模块、语音模块的电路连接图；

图5为本实用新型中各蓝牙模块与第一单片机、第二单片机的电路连接图；

图6为下位机中速度采集部分的流程图；

图7为上位机中加速度采集部分的流程图；

图8为上位机中的逻辑判断部分的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示的行车速度及加速度测量装置，包括安装在车轴上的下位机1和安装在车内的上位机2。下位机1用于采集车辆的车速信息，并将该车速信息通过蓝牙发送给上位机2。上位机2用于采集和显示车辆的加速度信息，并接收和显示下位机1所采集的车速信息；同时基于所采集的车速信息判断是否超速，基于加速度信息判断是否为长时间加速，若超速或长时间加速，则发出语音报警，以提示驾驶员。对于超速与长时间加速，上位机2会发出两种不同的语音进行提示，以便于驾驶员实时掌握当前车辆的运行状态。

如图1所示，所述下位机1包括第一单片机1b；用于采集车速信息的速度编码器1c（encoder），该速度编码器1c与第一单片机1b连接；用于与上位机2建立通信连接的第一通信模块1a，该第一通信模块1a与第一单片机1b连接。

如图1、图2和图6所示，下位机1所使用的单片机是K60单片机，具体型号是MK60DN512ZVLQ10。速度编码器1c的四个输出端一个接5V电源，一个接地，另外两个接第一单片机1b的PTB0和PTB1口。速度编码器1c采用正交解码的方式采集速度信息，它的脉冲量是固定的，当车轴旋转时，速度编码器1c会输出脉冲，计数器接收到脉冲，当车轴的转速不同时，在单位时间内所接收到的脉冲总数将不一样，此时就可以通过相应的公式得到相应的速度。速度编码器1c有A相和B相，它们互延迟1/4周期输出，根据延迟关系可以区别正反转。速度编码器1c采用两相的目的是为了防止单信号在抖动过程中丢失使测量结果产生偏差。采集时由第一单片机1b调用函数先对速度编码器1c初始化，使其功能打开，速度编码器1c所产生的信息通过PTB0和PTB1输入给第一单片机1b，第一单片机1b将会在一定时间后重新采集速度并刷新速度信息，并通过第一通信模块1a将所采集的车速信息发送给上位机2。

如图1所示，所述上位机2包括用于采集车辆加速度信息的陀螺仪加速度计2a（gyroscope）；用于与下位机1的第一通信模块1a建立通信连接的第二通信模块2b；用于接收并处理下位机1所采集的车速信息以及陀螺仪加速度计2a所采集的车辆加速度信息的第二单片机2f， 该第二单片机2f分别与第二通信模块2b、陀螺仪加速度计2a连接；用于接收并显示所述第二单片机2f所发送的车速信息及车辆加速度信息的显示模块2c，该显示模块2c与第二单片机2f连接；用于在所述第二单片机2f判断出车速大于预设值或加速持续时间达到预设值时进行语音报警的语音模块2d，该语音模块2d与第二单片机2f连接；用于与移动终端3建立通信连接的第三通信模块2e，该第三通信模块2e与第二单片机2f连接。

如图3和图7所示，第二单片机2f采用k60单片机。陀螺仪加速度计2a的型号为MPU6050，它的4个引脚分别接供电电压3.3V，接地以及第二单片机2f的PTE8、PTE9引脚。由第二单片机2f调用函数先对陀螺仪加速度计2a初始化，使陀螺仪加速度计2a功能打开，陀螺仪加速度计2a可以测三轴角速度、三轴加速度，并将测得的加速度值通过PTE8、PTE9引脚接入第二单片机2f，第二单片机2f通过程序在相应时间后重新刷新加速度值，并与速度信息共同进行逻辑判断后决定是否报警。

如图4所示，显示模块2c采用OLED显示屏进行显示，显示屏上的四个引脚分别是SCL（时钟）、SDA（MISO数据）、RST（复位）、DC（数据/命令），分别与第二单片机2f连接。显示模块2c主要接受来自第二单片机2f所发送出来的显示信息，比如：上限加速度、当前加速度、当前速度、上限速度、下限速度、加速时间等信息。

如图4所示，语音模块2d的型号为ISD1820，它作为第二单片机2f逻辑提示的输出，本实用新型有2个语音模块2d，一个用于速度在超出上限时进行提示，一个用于加速度持续加速时间过长时进行提示，从而保证驾驶安全。

如图5所示，第一通信模块1a、第二通信模块2b及第三通信模块2e均为蓝牙模块，且蓝牙模块的型号为ATK-HC05-V11，其由2部分构成。下位机1通过蓝牙模块与上位机2进行通信：下位机1与上位机2通信时各用一个蓝牙模块，其中一个蓝牙模块的3（RXD）、4（TXD）引脚与第一单片机1b的PTD2、PTD3口对应相连，另一个蓝牙模块的3（RXD）、4（TXD）引脚与第二单片机2f的PTD2、PTD3口对应相连，作为单片机信息的接收和发送接口，单片机利用相同的UART2串口在上位机2与下位机1之间传送速度信息。上位机2还有一个蓝牙模块，它的3、4引脚分别与第二单片机2f的PTC16、PTC17口对应相连，利用第二单片机2f上的UART3串口与移动终端3（比如：手机）进行通信，对其进行初始化等操作。手机上需下载一个蓝牙串口助手v1.97.apk软件，通过手机按键键入不同的数字来改变速度、加速度的限制值，具体可设计为：发送字符1，增加下限速度某一固定量，发送字符2，减少下限速度某一固定量；发送字符3，增加上限速度某一固定量，发送字符4，减少上限速度某一固定量；发送字符5，增加上限加速度某一固定量；发送字符6，减少上限加速度某一固定量；发送字符7，增加加速时间某一固定量；发送字符8，减少加速时间某一固定量。

如图8所示，上位机2的逻辑判断过程，假定计数次数i=0，在某一时刻的加速度和速度信息，如果速度超过上限速度，直接输出语音提示；如果不是，判断速度是否在上限速度和下限速度之间，加速度值是否大于最小值；如果不满足，重新将i=0，并从头判断速度是否大于上限；如果满足，则第二单片机2f计数自动加1，并判断次数是否大于10次。如果次数不大于10次，等待第二单片机2f定时刷新加速度值和速度值，开始重新判断速度是否大于上限，如果次数大于10次，则表明此时加速的累计时间过长，需要进行语音提示。

本实用新型所述行车速度及加速度测量装置中所涉及的软件均为现有技术。

Claims (9)

1.一种行车速度及加速度测量装置，其特征在于：包括安装在车轴上的下位机（1）和安装在车内的上位机（2）；

所述下位机（1）包括：

第一单片机（1b）；

用于采集车速信息的速度编码器（1c），该速度编码器（1c）与第一单片机（1b）连接；

用于与上位机（2）建立通信连接的第一通信模块（1a），该第一通信模块（1a）与第一单片机（1b）连接；

所述上位机（2）包括：

用于采集车辆加速度信息的陀螺仪加速度计（2a）；

用于与下位机（1）的第一通信模块（1a）建立通信连接的第二通信模块（2b）；

用于接收并处理下位机（1）所采集的车速信息以及陀螺仪加速度计（2a）所采集的车辆加速度信息的第二单片机（2f）， 该第二单片机（2f）分别与第二通信模块（2b）、陀螺仪加速度计（2a）连接；

用于接收并显示所述第二单片机（2f）所发送的车速信息及车辆加速度信息的显示模块（2c），该显示模块（2c）与第二单片机（2f）连接。

2.根据权利要求1所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述上位机（2）还包括：

用于在所述第二单片机（2f）判断出车速大于预设值或加速持续时间达到预设值时进行语音报警的语音模块（2d），该语音模块（2d）与第二单片机（2f）连接。

3.根据权利要求1或2所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述上位机（2）还包括：

用于与移动终端（3）建立通信连接的第三通信模块（2e），该第三通信模块（2e）与第二单片机（2f）连接。

4.根据权利要求3所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述第一通信模块（1a）、第二通信模块（2b）及第三通信模块（2e）均为蓝牙模块。

5.根据权利要求4所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述第一单片机（1b）和第二单片机（2f）分别采用k60单片机。

6.根据权利要求4所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述陀螺仪加速度计（2a）的型号为MPU-6050。

7.根据权利要求4所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述蓝牙模块的型号为ATK-HC05-V11。

8.根据权利要求2所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述语音模块（2d）的型号为ISD1820。

9.根据权利要求4所述的行车速度及加速度测量装置，其特征在于：所述移动终端（3）为手机。